pobierz plik artykułu - Inżynieria i Aparatura Chemiczna

pobierz plik artykułu - Inżynieria i Aparatura Chemiczna

Prosimy cytować jako: Inż. Ap. Chem. 2016, 55, 4, 156-157
str. 156
INŻYNIERIA I APARATURA CHEMICZNA
Nr 4/2016
Jarosław POBEREŻNY1, Elżbieta WSZELACZYŃSKA1, Wacław MOZOLEWSKI2
e-mail: [email protected]
1
2
Katedra Mikrobiologii i Technologii Żywności, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy, Bydgoszcz,
Katedra Technologii i Chemii Mięsa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn
Jakość frytek w zależności od technologii przechowywania ziemniaka
Wstęp
Jakość ziemniaczanych produktów smażonych determinowana
jest zawartością suchej masy, skrobi, cukrów redukujących i ogółem
oraz skłonnością do ciemnienia miąższu bulw [Murnice i in., 2011;
Zgór-ska i Grudzińska, 2012]. Konieczność długotrwałego przechowywania ziemniaka, nawet do 9 miesięcy, może zmieniać niekorzystnie jakość bulw. Wielkość zmian w czasie przechowywania
zależy od odmiany, dojrzałości bulw, temperatury przechowywania
a nawet temperatury w czasie zbioru [Knowles i in., 2009; Murnice
i in. 2011; Pobereżny i Wszelaczyńska, 2011].
Odmiany ziemniaka przeznaczane na produkty smażone, w praktyce przechowywane są w temperaturze 6÷8°C. Przyczynia się to do
ograniczenia akumulacji cukrów, które podczas przetwarzania w wysokich temperaturach reagują z wolnymi aminokwasami (reakcja Maillarda) tworząc brunatne związki wpływające na barwę frytek [Knowles
i in., 2009; Grudzińska i Zgórska 2011; Żołnowski, 2010].
Natomiast temperatura przechowywania >8°C pogarsza jakość bulw,
powodując utratę ich turgoru oraz zwiększając skłonność do ciemnienia
miąższu [Murnice i in., 2011; Zgórska i Grudzińska, 2012].
Jedną z metod ograniczającą zawartość sacharydów w bulwach
jest przechowywanie w niższych temperaturach a następnie poddanie
zabiegowi rekondycjonowania w temperaturze >10°C [Grudzińska
i Zgórska, 2011].
Przeprowadzono badania, których celem było określenie wpływu
uwarunkowań genetycznych ziemniaka i oddziaływania różnych
metod przechowywania na zawartość składników chemicznych,
mających wpływ na właściwości technologiczne bulw.
Badania doświadczalne
Materiały. Przebadano bulwy ziemniaka odmian: Karlena, Kiebitz
i Pirol przeznaczonych do produkcji frytek, pochodzących od producenta sadzeniaków Norika Polska Sp. z o.o. z upraw 2011-2013.
Technologia kultywacji ziemniaka uwzględniała potrzeby pokarmowe roślin. Nawozy mineralne stosowano wiosną: N w postaci mocznika (46%), saletrzaku (27%) i polifoski 4 (4%N-12% P2O5-32%
K2O) oraz P i K w postaci polifoski 4.
Metodyka. Bulwy ziemniaka (próby 10 kg) składowano przez
9 miesięcy w komorze przechowalniczej ze stałą temperaturą +6 °C
i wilgotnością względną powietrza 95%. Bulwy ziemniaka po przechowywaniu poddano zabiegowi rekondycjonowania (bulwy
umieszczono 2 tygodnie w pomieszczeniu ze stałą temperaturą
powietrza 20°C i wilgotności względnej powietrza 95%).
Bulwy ziemniaka bezpośrednio po zbiorze oraz po długotrwałym
okresie przechowywania poddano badaniom analitycznym, których
zakres obejmował: oznaczenie zawartości skrobi polarymetrycznie
metodą Eversa [Krełowska-Kułas, 1993], oznaczenie cukrów ogółem
(po hydrolizie kwasowej) i cukrów redukujących [Talburt i Smith
1987] oraz skłonność do ciemnienia bulw surowych wg [Dean i in.,
1993] i parametry jakościowe frytek wg [Lisińska i in., 2002]
Wyniki 3 letnich badań poddano obliczeniom statystycznym stosując metodę analizy wariancji dla doświadczeń dwuczynnikowych,
wykorzystując do oceny istotności różnic test Tukey’a. Określono
zależności między badanymi cechami jakościowymi wyliczając
współczynniki korelacji liniowej. W celu przedstawienia stabilności
badanych cech jakościowych określono współczynniki zmienności.
Wyniki badań i dyskusja
Zawartość skrobi w bulwach ziemniaka to cecha, która determinowana jest uwarunkowaniami genetycznymi (Tab.1). Uzyskanie
takiego rezultatu udowodnili inni autorzy [Wierzbicka 2011; Zgórska
i Grudzińska, 2012; Zarzecka i in., 2015] w badaniach, których odmiany również różniły się istotnie zawartością skrobi. O dużej stabilności tej cechy świadczył uzyskany w badaniach własnych niski
współczynniki zmienności (Tab. 1 i 2), co jest zgodne z badaniami
Wierzbickiej [2011]. Po sześciu miesiącach przechowywania nastąpił
spadek zawartości skrobi w bulwach wszystkich odmian średnio o 5%
a zabieg rekondycjonowania ograniczał ten spadek w stopniu znacznym.
Natomiast zawartość cukrów redukujących i ogółem wzrastała
(Tab. 1), dodatkowo zastosowane rekondycjonowanie obniżyło ich
zawartość. Przyczyną wzrostu cukrów w trakcie przechowywania
w niskich temperaturach jest zwiększona aktywność enzymu inwertazy, który katalizuje rozkład sacharozy do cukrów prostych [Nourian
i in., 2003; Żołnowski, 2010]. Innego zdania są Thompson i in. [2008],
wg których nagromadzenie cukrów a głównie redukujących w czasie
przechowywania zależy od zawartości skrobi w bulwach – im niższa
zawartość tego składnika, tym wyższy poziom cukrów redukujących.
Wyniki badań własnych potwierdzają taką zależność, gdyż uzyskano
ujemną korelację między zawartością skrobi a cukrami ogółem
(r = -0,372) i redukującymi (r = -0,311) (Tab. 2), lecz nie dla każdej
odmiany uzyskiwano najwyższą zawartość cukrów przy najniższej
zawartości skrobi w bulwach (Tab. 1).
Bezpośrednio po zbiorze w bulwach ziemniaka wszystkich badanych odmian zawartość cukrów redukujących nie przekraczała 2,5
g·kg-1 świeżej masy. Nie została przekroczona norma wyznaczona
dla producentów przetworów smażonych (Tab. 1).
Tab. 1 Cechy jakościowe i technologiczne bulw ziemniaka w zależności od uwarunkowań genetycznych i sposobu przechowywania. (n = 12, istotność różnic wg testu Tukey’a)
Technologia przechowywania [A]
Odmiana [B]
Bezpośrednio po zbiorze
Karlena
Kiebitz
1) Zawartość skrobi [g·kg ]
145,0±10,4
2) Zawartość cukrów prostych [g·kg-1]
2,31±0,13
3) Zawartość cukrów ogółem [g·kg-1]
4) Ciemnienie bulw surowych
(UV 475) [jedn. umowne]
Po przechowywaniu
Po przechowywaniu + rekondycjonowanie
Pirol
Karlena
Kiebitz
Pirol
145,3±10,1
159,0±6,5
138,2±12,3
141,9±10,2
147,2±13,9
144,4±9,0
144,7±7,9
158,1±6,7
1,28±0,15
1,41±0,12
2,75±0,10
1,57±0,26
1,81±0,08
2,47±0,10
1,43±0,20
1,60±0,08
8,55±0,17
5,16±0,25
6,50±0,13
10,03±0,14
5,96±0,15
6,76±0,24
8,89±0,18
5,35±0,16
6,64±0,21
0,360±0,04
0,348±0,07
0,288±0,05
0,385±0,06
0,359±0,04
0,321±0,05
0,362±0,02
0,350±0,03
0,296±0,04
5) Barwa frytek [pkt]
4,3±0,04
4,9±0,12
4,7±0,13
4,0±0,19
4,5±0,08
4,3±0,11
4,2±0,11
4,7±0,15
4,6±0,18
6) Ogólna jakość frytek [pkt]
4,6±0,12
5,0±0,11
4,8±0,04
4,1±0,05
4,4±0,14
4,2±0,11
4,5±0,19
4,8±0,05
4,7±0,11
A/B – n.i.
A/B – n.i.
B/A – n.i.;
B/A – n.i.;
2) A – 0,10
5) A – 0,15
B – 0,13
B – 0,12
-1
NIR α=0,05
1) A – n.i.
B – 3,54
4) A – 0,020 B – 0,008
A/B – n.i.
A/B – n.i.
B/A – n.i.;
B/A – n.i.;
Karlena
3) A – 0,10 B – 0,17
6) A – 0,08 B – 0,11
Kiebitz
A/B – n.i.
A/B – n.i.
Pirol
B/A – n.i.;
B/A – n.i.;
Prosimy cytować jako: Inż. Ap. Chem. 2016, 55, 4, 156-157
Nr 4/2016
INŻYNIERIA I APARATURA CHEMICZNA
Natomiast zabieg rekondycjonowania bulw powodował zmniejszenie koncentracji cukrów w bulwach wszystkich odmian, co jest
Sześciomiesięczny okres przechowywania spowodował przekroczenie normy zawartości cukrów redukujących tylko u odmiany
Karlena. zgodne z wynikami Grudzińskiej i Zgórskiej [2011],
a u odmiany Karlena spowodował obniżenie zawartości cukrów
redukujących do poziomu pożądanego dla przetwórstwa.
Grudzińska i Zgórska [2011], stwierdziły również, że efekt rekondycjonowania zależał od zawartości cukrów redukujących w bulwach po zbiorze. Im większa była zawartość cukrów po zbiorze, tym
zabieg rekondycjonowania był skuteczniejszy, gdyż powodował
większe zmniejszenie zawartości tych związków. Badania własne
nie potwierdziły takiej zależności a mogło to wynikać z zastosowania innych odmian, różnego czasu przechowywania i rekondycjonowania w innej temperaturze. Sowokinos [2007], Grudzińska i Zgórska [2011] stwierdzili, że wysoka skuteczność zabiegu rekondycjonowania jest cechą odmianową.
W badaniach własnych barwa frytek zależała istotnie od odmiany
zarówno po zbiorze jak i po przechowywaniu (Tab. 1) ale determinowana była również zawartością monosacharydów i cukrów ogółem. Taką zależność potwierdzają uzyskane wysokie współczynniki
korelacji między barwą frytek zawartością tych cukrów (Tab. 2).
Zabieg rekondycjonowania powodował poprawę barwy uzyskanych frytek a najlepsze efekty w tym zakresie uzyskano dla odmiany
Karlena. Związane jest to z otrzymaniem pożądanej ilości cukrów
redukujących (poniżej normy) dla tej odmiany w wyniku zabiegu
rekondycjonowania.
Skłonność do ciemnienia miąższu bulw surowych jest cechą uwarunkowaną genetycznie ale może być determinowana agrotechniką,
warunkami meteorologicznymi podczas wegetacji oraz warunkami
przechowywania [Keutgen i in., 2014]. Badane odmiany różniły się
istotnie skłonnością do ciemnienia miąższu a najbardziej podatnym
do ciemnienia był miąższ bulw odmiany Karlena. Po przechowywaniu nastąpił wzrost ciemnienia miąższu a zabieg rekondycjonowania
obniżał skłonność do ciemnienia miąższu wszystkich odmian.
Jakość frytek jest funkcją działania wielu czynników. Najwyższą
ocenę jakościową w badaniach własnych otrzymały frytki z odmian
Kiebitz i Pirol. Po sześciu miesiącach przechowywania ocena jakościowa frytek uległa obniżeniu. Wyliczone współczynniki korelacji
wskazują, że jakość frytek była uzależniona w największym stopniu
od zawartości monosacharydów i cukrów ogółem a w mniejszym od
zawartości skrobi (Tab. 2). Wyliczone współczynniki zmienności
wskazują, że najbardziej stabilnymi cechami odmian są zawartość
cukrów ogółem oraz ogólna ocena jakościowa frytek. Natomiast do
najmniej stabilnych należy zawartość cukrów prostych i skłonność
do ciemnienia. Z badanych odmian najwyższą stabilność ogólnej
jakości frytek miała odmiana ‘Pirol’ a barwę frytki z odmiany Karlena. Odmiana Kiebitz wykazała się najmniejszą stabilnością parametrów jakościowych frytek po przechowywaniu.
str. 157
Wnioski
Barwa i jakość frytek w największym stopniu zależała od zawartości cukrów prostych i ogółem.
Po przechowywaniu nastąpiło obniżenie oceny ogólnej jakości frytek oraz pogorszenie ich barwy co spowodowane było wzrostem
kumulacji sacharydów w ziemniakach.
Zastosowany po długotrwałym przechowywaniu zabieg rekondycjonowania poprawiał jakość bulw w zakresie parametrów wpływających na ocenę frytek.
Zawartość monosacharydów i skłonność do ciemnienia bulw były
parametrami, które wykazały najmniejszą stabilność.
LITERATURA
Grudzińska M., Zgórska K., (2011). Wpływ zabiegów rekondycjonowania na
zmniejszenie zawartości cukrów redukujących w bulwach badanych odmian. Biul. Inst. H. i Aklim. Rośl., 259, 211-217
Keutgen A., Pobereżny J., Wszelaczyńska E., Murawska B., SpychajFabisiak E., (2014). Wpływ przechowywania na procesy ciemnienia
bulw ziemniaka (Solanum tuberosum L.) i ich właściwości prozdrowotne. Inż. Ap. Chem., 53(2), 86-88
Knowles N.R., Driskill E.P.(J)., Knowles L.O., (2009). Sweetening responses
of potato tubers of different maturity to conventional and non- conventional storage temperature regimes. Postharvest Biol. Technol., 52, 4961. DOI: 10.1016/j.postharvbio.2008.08.015
Murniece I., Karklina D., Galoburda R., Santare D., Skrabule I., Costa H.S.,
(2011). Nutritional composition of freshly harvested and stored Latvian
potato varieties depending on traditional cooking methods. J. Food
Comp. Anal., 24, 699-710. DOI:10.1016/j.jfca.2010.09.005
Nourian F., Ramaswamy H. S., Kushalappa A. C. 2003. Kinetics of quality
changes associated with potatoes stored at different temperatures, Lebensm. – Wiss. u. – Technol. 3, 49-65
Pobereżny J., Wszelaczyńska E., (2011). Effect of bioelements (N, K, Mg)
and long-term storage of potato tubers on quantitative and qualitative
losses. Part II. Content of dry matter and starch. J. Elem., 16(2), 237-246.
DOI: 10.5601/jelem.2011.16.2.07
Sowokinos J.R., (2007). The canon of potato science: carbohydrate metabolism. Potato Research., 50, 367-370
Thompson A. L., Love S. L., Sowokinos J. R., Thornton M. K., Shock C.C.,
(2008). Review of the sugar end disorder in Potato (Solanum tuberosum
L.). Am. J. Pot. Res., 85, 375-386. DOI: 10.1007/s12230-008-9034-2
Wierzbicka A., (2011). Some quality characteristics of potato tubers grown
in the ecological system depending on irrigation. J. Res. and Appl. Agric.
Eng., 56(4), 203-207
Zgórska K., Grudzińska M., (2012). Zmiany wybranych cech jako-ściowych
bulw ziemniaka w czasie przechowywania. Acta Agroph. 19(1), 203-214
Zarzecka K., Gugała M, Mystkowska I., Zarzecka M., (2015). Chemical
composition of edible potato tubers in retail outlets in east-central Poland. J. Eco. Eng., 16(1), 57–61
Żołnowski A.C., (2010). Kształtowanie się zawartości cukrów w bulwach
ziemniaka pod wpływem wzrastającego nawożenia siarczanem potasu.
Zesz. Podst. Nauk Roln., 556, 341-348
Pracę wykonano dzięki materiałowi z Norika Polska Sp. z o.o.
Tab. 2 Współczynniki zmienności CV [%] parametrów jakościowych bulw ziemniaka.
Termin badań
Odmianaa)
Po
przechowywaniu
Bezpośrednio po zbiorze
Po przechowywaniu
+ rekondycjonowanie
Istotne współczynniki korelacji między cechami
ziemniaka niezależnie od terminu badań1)
A
B
C
A
B
C
A
B
C
2.
3.
1. Zawartość skrobi
7,2
6,9
4,1
8,9
7,2
9,4
6,2
5,5
4,3
-0,311
-0,372
2. Zawartość monosacharydów
9,0
6,5
9,4
5,3
10,0
4,9
6,2
8,3
5,8
3. Zawartość sacharydów ogółem
2,7
2,9
2,4
2,1
1,7
4,4
2,7
1,8
4,0
4. Skłonność do ciemnienia miąższu
12,1
10,7
15,4**
12,6
11,5
14,9
7,6
9,6
4,9
5. Barwa frytek
1,0
2,8
2,7
1,9
4,4
2,5
2,5
3,6
3,7
6. Ogólna jakość frytek
2,6
2,3
0,8*
1,2
3,3
2,3
4,1
1,1
2,2
a)
Odmiana: A – Karlena; B – Kiebitz; C – Pirol
* - zmienność najmniejsza; ** - zmienność największa
0,912
4.
5.
6.
0,437
0,413
-0,829
-0,753
-0,827
-0,703
0,842
1)
P0,01 r = 0,372;
P0,05 r = 0,288